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杠杆

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杠杆

杠杆

杠杆是最简单的一种省力的机械。为什么杠杆能够省力?杠杆平衡的条件又是什么?我们通过本节《12.1杠杆》内容来学习。

杠杆的概念

一根硬棒,在力的作用下能够绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆。

与杠杆相关的概念

(1)支点:杠杆可以绕其旋转的点,一般用点O表示;

(2)动力:使杠杆转动的力,一般用F1表示;

(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,一般用F2表示;

(4)动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离,一般用L1表示;

(5)阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离,一般用L2表示;

(1)支点(2)动力(3)阻力(4)动力臂(5)阻力臂

 

杠杆平衡条件

杠杆平衡时,其动力F1、动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2满足:

F1L1=F2L2

式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。

力臂的定义:从支点到力的作用线的垂直距离。

实验:探究杠杆平衡的条件

(1)首先调节杠杆的平衡螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡。

(2)在杠杆的左侧某位置挂上一定量的钩码,弹簧测力计借助一根细绳对杠杆左侧某位置施加一竖直向上的力,使杠杆在水平位置平衡。

(3)观测弹簧测力计的示数,即为动力F1,根据钩码的质量,可计算出钩码总重力,该数值为阻力F2;量出杠杆平衡时的动力F1对应的动力臂L1和阻力F2对应的阻力臂L2,将数据填入表格。

(4)改变钩码个数与位置继续进行多次实验,并分别将数据记下。

(5)分析实验数据,得到结论:

杠杆平衡时,均满足条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂

验证杠杆平衡时为何要调整水平位置?

杠杆平衡条件:F1L1=F2L2

我们是采用砝码与螺母的调整,使杠杆处于水平位置,来验证杠杆平衡条件。通过调节杠杆两端砝码与螺母,使杠杆处于水位置的目的是:

便于直接测定动力臂和阻力臂的长度。

杠杆平衡条件的推广

杠杆平衡条件:F1L1=F2L2

F1=F2L2/L1

当L1=L2时,F1=F2,等臂杠杆,不省力,不费力。

当L1>L2时,F1<F2,省力杠杆,省力,费距离。

当L1<L2时,F1>F2,费力杠杆,不省力,省距离。

生活中的杠杆

(1)省力杠杆:

羊角锤、瓶盖起、道钉撬、老虎钳、起子、手推车、剪铁皮、修枝剪刀;

(2)费力杠杆:

筷子、镊子、钓鱼竿、脚踏板、扫帚、船桨、裁衣剪刀、理发剪刀、人手臂;

(3)等臂杠杆:

天平、定滑轮;

船桨是费力杠杆

当L1=L2时,F1=F2,等臂杠杆,不省力,不费力。

当L1>L2时,F1<F2,省力杠杆,省力,费距离。

当L1<L2时,F1>F2,费力杠杆,不省力,省距离。

天平是等臂杠杆

天平是等臂杠杆,因为L1=L2,因此F1=F2,即动力与阻力相等。

动力是天平左盘中的物体对托盘向下的压力,大小等于物体重力。

阻力是天平右盘中的砝码对托盘向下的压力,大小等于砝码的重力。

因此,物体的重力等于砝码的重力,即物体的质量,等于砝码的质量。

先调节杠杆的平衡螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡

《杠杆》基础知识巩固题

1、杠杆的定义:       叫杠杆。五要素:(1)支点:       。用字母O表示。(2)动力:       。用字母F1表示。(3)阻力:       。用字母F2表示。(4)动力臂:       。用字母l1表示。(5)阻力臂:       。用字母l2表示。

2、研究杠杆的平衡条件:(1)杠杆的平衡是指:       。(2)实验前:应调节       ,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:       。(3)结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:       ,写成公式       

3、省力杠杆:动力臂       阻力臂,动力       阻力;这种杠杆费了       ,省了       。费力杠杆:动力臂       阻力臂,动力       阻力;这种杠杆费了       ,省了       。等臂杠杆:动力臂       阻力臂,动力       阻力;这种杠杆既不费力也不省力。

4、将重80N的物体挂在2m长的杠杆一端,另一端加16N的动力,杠杆处于水平位置平衡时,动力臂与阻力臂的比约为       ,动力臂长约       

5、有关杠杆的叙述,正确的是       

A、在任何条件下,作用在杠杆上的动力与动力臂的乘积总等于阻力与阻力臂的乘积

B、杠杆平衡就是杠杆静止不动或匀速转动

C、杠杆的力臂就是作用点到支点的距离

D、由一根直的硬棒在力的作用下绕支点转动才是杠杆

6、挑担时,如果前面挑300N的重物,后面挂200N的重物。扁担长2m,人肩应该放在什么位置,扁担才能平衡。       

7、天平是       杠杆,在调节天平的时候,发现指针偏向标尺的左方,应将       边的螺母向里调。

8、某人将木棒的一端抬起,另一端搁在地上,在抬起的过程中,(棒竖直时除外),所用的力始终竖直向上,则用力大小变化       

9、两个质量相等的铜球和铁球,(铜球密度比铁球大),分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡,现将两个球同时浸没在水中,则杠杆       

10、一架不准确的天平,主要是横梁左右两臂不等长,为了减小实验误差,先把物体放在左盘称得质量是m1,再把物体放到右盘,称得质量是m2,该物体的真实质量是       

《杠杆》基础知识巩固题答案

1、在里的作用下绕着固定点转动的硬棒   杠杆绕着转动的固定点   使杠杆转动的力   阻碍杠杆转动的力   从支点到动力作用线的距离   从支点到阻力作用线的距离

2、杠杆静止或匀速转动   杠杆两端的螺母   可以方便的从杠杆上量出力臂   动力×动力臂=阻力×阻力臂   F1×l1=F2×l2

3、大于   小于   力   距离   小于   大于   力   距离   等于   等于

4、5:1   1.67m

5、B

6、距前0.8m

7、等臂   左

8、不变

9、向铜球倾斜

10、m1m2的乘积再开根号

参考文献

初中物理知识点总结

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